JPS6033864A - 射出速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ダイカストマシンや射出成形機等における射
出速度制御方法に関するものでるる。

〔従来技術〕

ａｔ図は標準的なものとして考えられるダイカストマシ
ンの射出シリンダおよび射出速度制御機構の概略を示す
図でめる。同図において、射出シリンダ１のピストンロ
ッド２にはカップリング３を介して溶融金ａｔ金型内（
図示せず）に鋳込むための射出プランジャ４が連結され
ている。またビスシンロッド２ろるいはカップリング３
にはスト２イカ５が連結されており、このストライカ５
によってピストン目ツド２の後退限位置に設けられたリ
ミットスイッチ６ａ　、射出速度の変更点に対応した位
置に設けられたリミットスイッチ６ｂ〜８ｄ、訃よびピ
ストンロッド２の前進限位置に設けられたリミットスイ
ッチ６ｅのオンψオフを行うように構成されている。一
方、リミットスイッチ６６〜６ｅの出力信号は信号検出
器１へ入力される。以上のストライカ５．リミットスイ
ッチ６１〜６ｅおよび信号検出器１により射出プランジ
ャ４の位置検出器を構成している。

信号検出器１の出力信号は制御信号発生器８へ入力され
、制御信号発生器８においてはこの入力信号に基づき射
出プランジャ４の射出ストロークが射出速度の変更点に
達したか否かが検出される。

そして、射出ストロークが射出速度の変更点に達したな
らば、速度設定器９に予め設定されている目標射出速度
に対応したアナログ制御信号が制御信号発生器８から発
生され、この制御信号がサーボパルプ１０に供給される
ことによりその開度が制御される。サーボパルプ１０は
液圧回ｊ１２！１１によって射出シリンダ１と結ばれて
おり、その開度に応じて射出シリンダ１に導入する液量
が調整される。これによって、射出シリンダ１内のピス
トンロッド２に連結された射出グランジャ４はサーボパ
ルプ１０の開度に応じてその移動速度が制御される。す
なわち、射出速度はその変更点毎に発生される制御信号
によって目標速度に制御される。

第２図はこのような制御によって変化する射出速度の変
化パターンを示すグラフでＴｏり、横軸に射出ストロー
クａｔ　、縦軸に射出速度ｖｉとって表わしており、リ
ミットスイッチ６ａがオフになって射出開始する射出ス
トロークａでは目標速度Ｖｌに向って変化させ、ｊ・リ
ミットスイッチ６ｂがオンする射出ストロークｂでは目
標速度ｖ２に向って変化させ、同様にリミットスイッチ
６ｃ、６ｄがオンする射出ストロークｃ、ｄでは目標速
度Ｖ３．Ｖ４に向って変化させている例を示している。

通常、速度がｖｏからｖ２に達するオでの区間をスリー
ブ充填領域＋％’２の区間をゲート通過領域、　ｖ２か
らｖ４に達した後Ｖ６に戻るまでの区間をキャビティ充
填領域と称している。

ところで、このようが射出速度制御機構において、目標
速度に対応する制御信号を発生し始めてから射出速度が
笑際に変化し始めるまでには機械部分、液圧回路１１に
おける慣性や作動液の圧縮性などによる一定の遅れ時間
が存在する。このため、この遅れ時間を考慮して制御信
号の発生開始タイミング、すなわちリミットスイッチ６
ａ〜６ｅの設置位ｔ′ｔ−調整する必要がめる。従って
、設置位置の調整を怠った場合は例えばキャビティ充填
領域における射出速度の変化パターンが第３図に示すよ
うＫなり、射出工程が最終速度ｖ４　に達しないうちに
終了してしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、制御信号として制御
パルス列を使用し、この制御パルス列でバルスモ〜りを
駆動して流量制御バルブの開度を制御することにより制
御動作の精度をめげる一方、上記の遅れ時間を充分考慮
してリミットスイッチ６８〜６ｅの設置位置を調整する
方法が提案されている。

このような方法においては、速度勾配が比較的大きい区
間、例えばキャビティ充填領域で妓速度ｖ２からｖ３　
および速度ｖ３からｖ４　にそれぞれ変化させるための
２つのリミットスイッチをＩＦ−Ｎに近接して配置しな
ければならない事Ｂが生じる。

ところが、２つのリミットスイッチを近接させ過ぎると
、速度■２からｖ３　および速度ｖ３　がらｖ４　にそ
れぞれ変化させるための制御パルス列ＰＶコ　およびｐ
ｖ４　が第４図に示すようにΔを時間だけオーバラップ
してしまうことがるる。そとで、通常においてこのよう
な場合は制御パルス列Ｐｖ４’ｔ”優先させるのでるる
が、従来は制御パルス列ｐｖ４を単純に優先させていた
ため、第４図の一点鎖線Ａ、Ｂに示すように射出速度Ｖ
が早く最終速度ｖ４に到達したり、逆に最終速度嶌に到
達せずに射出工程が終了してしまうという問題が生じ、
射出工程が不安定になってしまうという欠点があった。

〔発明の目的および構成〕

本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
で、その目的はリミットスイッチを非常に近接して配置
した場合でも射出の全工程を予定通シの速度で確実に終
了し得るようにした射出速度制御方法を提供することに
るる。

このために本発明は、射出速度が少くとも２段階て連続
して変化する射出区間においては前段の射出区間におい
て＠該区間の目標射出速度とは別に中間の目標射出速度
を定め、この中間の目標射出速度に達したのち後段の射
出区間における目標射出速度に対応した制御パルス列に
よるパルスモータの駆動を開始するようＫしたものであ
る。

Ｌ冥施例〕 第５図（ａ）〜（ｃｌ　Ｂ　、本発明をキャビティ充填
領域に適用した場合の射出速度特性および制御）（ルス
列の関係を示す図でるって、キャビティ充填領域のうち
速度ｖ２から速度ｖ３に変化させる前段の区間Ａには目
標速度ｖ３とは別に中間目標速度Ｖ。

が定められており、一連の射出工程を開始させた際にオ
ーバラップして発生される制御パルス列ｐ７３　、　Ｐ
Ｖ４　のうち後段の制御）くルス列ｐＶ４　によるパル
スモータの駆動は射出速度が中間目標速度Ｖｃに達した
こと全確認してから開始される。

これによって、射出速度が予定よｐ早＜ｉ終速度ｖ４に
達したり、わるいは最終速度ｖ４に達しないうちに射出
工程が終了してしまうことはなくなる。

第６図は本発明を適用した射出速度制御機構の一笑施例
を示すブロック図でるる。図において、第１図と同一部
分には同符号を付してわる。

制御パルス発生器８ａは信号検出器Ｔからの入力信号に
基づいて射出ストロークが射出速度の変更点に達したか
否かを検出し、達したならば速度設定器９ａに予め設定
されている目標射出速度に対応した時間間隔の制御ノく
ルス列金出力する。これによりパルスモータ２０がノ（
ルス数に比例した回転量だけ回転し、流量制御パルプ２
１０開度を制御する。これによって、射出プランジャ４
は流量制御パルプ２１０開度に応じてその移動速度が制
御される。そして、射出速度が中間目標速度ｖ０に達す
ると、制御パルス列ｐｖａが）ぐルスモーク２０に供給
され、第５図（ａ）に示したような特性で最終速度ｖ４
に到達するように々る。

ここで、中間目標速度Ｖｃは（ＶＳ　−ＶＳ　）の５０
％以上、好ましくは７０〜８０％の値が設定される。

次ニパルスモータ２０と流量制御ノクルブ２１の構造に
ついて第７図金剛いて説明する。

第７図において、２２は軸線方向からの作動油流入口２
３と軸線と直角方向への作動油流出口２４とを有するパ
ルプボディ、２５はノぐルプボデイ２２中を軸線方向へ
移動するスプール、２６はスプール２５の後部に一体に
設けられ九ナツト軸、２７はナツト軸２６の内部軸心部
にボールねじ２８によって螺合されているねじ軸、２９
はねじ軸２７とパルスモータ２０の軸とを連結するジヨ
イント、３０けナツト軸２６の回転を阻止し軸方向への
移動をガイドするキーである。

パルスモータ２０の回転に応じてスプール２５が軸線方
向に前後進して、パルプの開閉と開度の調整を瞬時に行
い、流量制御を行う。この流量制御パルプ２１は、前記
したように、軸線方向端面部に作動油流入口２３を備え
、側面に作動油流出口２４を備えたシリンダ状のパルプ
ボディ２２内で、スプール２５をパルスモータ２０の作
用によって軸線方向に１ｗＫｆＪＪＪシて流量制御を行
うもので、作動油によるスプール２５の軸線方向推力を
スプール２５の開き量及び移動速度の増加に応じて急激
に低下させることにより流量の高速切換えに必要な駆動
力を軽減させ、流量制御バルブ２１による流量の高速切
換え性能の一層の向上及び駆動力の軽減を行えるように
したものである。

器８ａからの制御パルス列により、ノくシスモータ２０
０回転量すなわち回転角度によりスプール２５の開き量
が決まって、射出シリンダ１への流量が制御されるし、
また、ノ々ルスモータ２０の前記回転の際の回転速度の
大小によって流量の変化率すＡわち速度の立上９状態が
決まる。

尚、このような構造と作用とをもたした流量制御バルブ
２１では、速度変更の指令を受けて実際にスプール２５
が開き始めるまでの時間ｔ！を最大１ミリ秒以下に押え
ることができるようになｐ従来の通常の流量制御バルブ
に比べて、応答性が極めて良く、また、弁開閉などの作
動性や操作精度も極めて良くなった。

なお、ナツト軸２６の表面の一部には永久磁石３１を固
定し、この永久磁石３１と対向ケーシング３２ｃＤ一部
には、例えばゼロクロスセンサと呼ばれる磁気作用によ
る位置検出器３３を取付けている。位置検出器３３は永
久磁石３１の移動に感応する近接スイッチで構成し、ナ
ツト軸２６やスｗ−＄Ｉ　ｅ＾＋Ｉ鮪儀＋６Ｍ９η稀酊
饋惨ｒｒ〒正膣に検知して、制御装置にフィードバック
することができる。また、スプール２５の零位置を永久
磁石３１と位置検出器３３０作用によって電気的に検知
して、制御パルス発生器Ｂ＆を介して、パルスモータ２
０をその位曾に正確に止めておくことができるようにす
ることもできる。なお、位置検出器３３として鉱、精度
０，０１電すのものを用いることができる。

本災施例では、このようなパルスモータ２０によって駆
動される流量制御パルプ２１を用いているので、イナー
シャが小さくなって応答性が良くなり、制御がＮ笑、か
つ容品に行なえる。また、スプールスラスト力の増大モ
抑えることができる。

第８図は本発明を適用した射出速度制御機構の他の実施
例を示すブロック図でろって、ピストンロンドに取付け
られたストライカ５には磁気スケーラ６が設けられ、こ
の磁気スケーラ６に近接して配置された磁気センサ６ｆ
から磁気スケーラ６の移動に伴ってパルス信号を抽出し
、このパルス信号を位置検出器７ａにおいて計数するこ
とにより、射出プランジャの現在位置を検出するように
構成されている。また、位置検出器１ａから構成される
装置信号を時間的に微分し、射出プランジャの位置変化
速度、すなわち射出速度を検出する速度検出器１３が設
けられ、時々刻々に変化する射出速度と中間目標速度Ｖ
。に相当する値とが逐次比較され、実際の射出速度が中
間目標速度ｖｃに達したならば、制御パルス列ｐｖ＊　
ｔ−パルスモータ２０に与えるための指令信号が制御パ
ルス発生器８ａに供給される。これによって、射出プラ
ンジャの速度は第５図に示したような特性で最終速度ｖ
４に到達するようになる。

なお、この実施例には制御パルス列ｐｖ４　によるパル
スモータ２０の駆動を開始させるタイミングを適宜調整
するために、タイマ１４．時間設定器１５．ストローク
計数器１Ｂ、ストローク設定器１７．切換えスイッチ１
Ｂが設けられ、切換えスイッチ１８をタイマ１４の側へ
切換えておき、タイマ１４に対し射出速度が中間目標速
度Ｖ。に一致した時の一致信号をタイマに与え、この一
致信号の供給タイミングから時間設定器１５に設定され
た設定時間（Δｔ）だけ経過した後に鉱じめて制御パル
ス列ｐＶ４がパルスモータ２０に与えられるように制御
パルス発生器８ａ　ｔ−制御し、制御パルス列ｐｖ４　
によるパルスモータ２０の駆動開始タイミングを時間設
定器１５の設定時間ムｔだけ遅らせ、最終速度ｖ４　に
達するまでの時間を微調整できるように構成されている
。同様に、切換えスイッチ１８をストローク計数器１６
の側へ切換えておけば、射出速度が中間目標速度ｖｅに
達した後ストローク設定器１Ｔで設定された設定ストロ
ークム８ｔだけ射出工程が進んだ後にはじめて制御パル
ス列ｐｖ４　がパルスモータ２０に与えられるように制
御パルス発生器８ａがストローク計数器１６によって制
御され、制御パルス列ｐｖ４　によるパルスモータ２０
の駆動開始タイミングをストローク設定器１７の設定ス
トローク△８ｔ　だけ遅らせ、最終速度ｖ４に達するま
での時間を微調整できるように構成されている。

これによって、第９図に示すような射出速度特性で射出
速度を制御することが可能になる。すなわち、射出速度
を確実に最終速度ｖ４に到達させ得ると共に、最終速度
ｖ４に達するまでの時間（またはストローク）ｔ−任意
に調整することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、射出速度が少くとも２段
階で連続して変化する射出区間においては前段の射出区
間において当該区間の目標射出速度とは別に中間の目標
射出速度を定め、この中間の目標射出速度に達したのち
後段の射出区間における制御パルス列によるノくルスモ
ータの駆動を開始するようにしたものでめる。このため
、射出の全工程を予定通り確実に終了させ、射出工程を
安定なものとすることができる。また、中間の目標速度
に達しない場合には自ずとｊｌ＋ｆ！射出区間に移行し
ないため、異常検出回路などを設けることなく、射出動
作の異常を検知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイカストマシンの射出速度制御機構の−例を
示すブロック図、第２図および第３図は射出シリンダの
ストロークと射出速度との関係の一例を示すグラフ、第
４図（ａ）〜（ｅ）は射出速度特性と制御パルス列との
関係を示す図、第５図（ａ）〜（ｃ）は本発明を用いた
射出速度特性の一例と制御パルス列と関係を示す図、第
６図は本発明を適用した射出速度制御機構の一実施例を
示すブロック図、第７図は流量制御パルプの構造を示す
断面図、第８図は他の実施例を示すブロック図、第９図
−）〜（ｃ）は第８図の実施例において得られる射出速
度特性と制御パルス列の関係を示す図でるる。 １・・φ・射出シリンダ、２−・・・ピストン日ツド、
４・・・・射出プランジャ、６ａ〜６ｅ・・・・リミッ
トスイッチ、７・・・・信号検出器、７ａ　・・・・位
置検出器、８ａ・・・・制御パルス発生器、９ａ　・・
・・速度設定器、１０・・嗜・パルスモータ、１３・畢
・・速度検出器、２０・−・・パルスモータ、２１・・
・・ｆｆｉ　量制御パルプ。 特許出願人　宇部興産株式会社 手続補正書幅引 特許庁長官殿 ５８．１０，２７ １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願第１４１４３５号２、発明の名
称 射出速度制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　特　許　出願人 名称（氏名）　＋０２０）宇部興産株式会社５、補正の
対象 （２１同書第１０頁第９行の「ｔ、」を削除する。 （３）同書第１１頁第１６〜１７行、第１７行、第１８
行の「磁気スケーラ」を「磁気スケール」と補正する。 （４）同書第１０頁第５〜６行の「制御パルス列と関係
」を「制御パルス列との関係−１と補正する。 （５）　図面の第４図および第７図を別紙の通り補正す
る。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出速度の各変更点毎に目標射出速度に対応した制御パ
   ルス列を発生し、この制御パルスＭＫよってパルスモー
   タを駆動して射出シリンダによる射出速度を目標速度に
   制御する射出速度制御方法において、射出速度が少くと
   も２段階で連続して変化する射出区間においては前段の
   射出区間において中間の目標射出速度を定め、この中間
   の目標射出速度に達したのち後段の射出区間における目
   標射出速度に対応した制御パルス列による前記パルスモ
   ータの駆動を開始させることを特徴とする射出速度制御
   方法。